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第1章 绪论 1

1.1 水土流失与模型模拟 1

1.1.1 水土流失的基本概念 1

1.1.2 水土流失的危害 1

1.1.3 水土流失模型模拟的必要性与重要性 2

1.2 水土流失模型的分类 3

1.3 水土流失模型模拟研究的发展历程 5

1.4 我国水土流失模型存在的问题和发展方向 8

参考文献 9

第2章 国内外主要水土流失模型 12

2.1 国外主要水土流失模型 12

2.1.1 USLE和RUSLE 12

2.1.2 WEPP 14

2.1.3 EUROSEM 15

2.1.4 LISEM 16

2.1.5 AGNPS和AnnAGNPS 17

2.1.6 SWAT 18

2.1.7 其他模型 18

2.2 国内主要水土流失模型 19

2.2.1 坡面水土流失经验模型 19

2.2.2 坡面土壤侵蚀物理模型 20

2.2.3 流域侵蚀产沙经验模型 22

2.2.4 流域侵蚀产沙物理模型 24

参考文献 26

第3章 流域水沙关系模型 30

3.1 水沙关系研究进展 30

3.2 研究区介绍及数据来源 32

3.2.1 研究区简介 32

3.2.2 数据来源 36

3.3 次洪水沙比例关系 38

3.3.1 比例水沙关系的建立 39

3.3.2 比例水沙关系的拟合精度 43

3.3.3 比例水沙关系应用 44

3.4 径流含沙量的空间尺度变异 47

3.4.1 极端含沙量 48

3.4.2 事件平均含沙量 49

3.5 次洪产沙预报模型及精度分析 53

3.6 小结 57

参考文献 58

第4章 黄土丘陵沟壑区流域水土流失经验模型 65

4.1 研究区概况与数据来源 65

4.1.1 研究区概况 65

4.1.2 数据来源 66

4.2 坡面土壤侵蚀的影响因素 67

4.2.1 降雨对坡面土壤侵蚀的影响 67

4.2.2 地貌对坡面土壤侵蚀的影响 72

4.2.3 植被、土壤含水量对坡面土壤侵蚀的影响 77

4.3 细沟侵蚀判断、不同侵蚀类型规律研究 80

4.3.1 细沟侵蚀对坡面侵蚀的贡献 80

4.3.2 不同主导侵蚀类型之间的临界雨强 80

4.3.3 不同侵蚀类型下的临界坡度和侵蚀规律 81

4.4 团山沟次降雨坡面土壤侵蚀经验模型 84

4.4.1 团山沟次降雨坡面土壤侵蚀模型的构建 84

4.4.2 模型的精度分析 86

4.5 团山沟流域坡面次暴雨产流影响因素研究 93

4.5.1 降雨、前期影响雨量对产流的影响 93

4.5.2 植被覆盖对产流的影响 95

4.5.3 地貌特征对产流的影响 95

4.6 团山沟流域坡面次暴雨产流模型 97

4.6.1 团山沟降雨-产流模型及其误差分析 97

4.6.2 团山沟降雨-植被-产流模型及其误差分析 99

4.7 蛇家沟泥沙输移比的计算及模型研究 99

4.8 小结 101

参考文献 102

第5章 干旱指数主控因子模型 104

5.1 干旱指数主控因子建模方法概述 104

5.2 流域水土流失模型影响因子 104

5.2.1 含沙量与径流深的关系 104

5.2.2 输沙模数与径流深的关系 105

5.2.3 小结 106

5.3 流域水土流失主控因子选择 107

5.3.1 影响因子的确定 107

5.3.2 研究区域分区 108

5.3.3 模型参数的选取 109

5.3.4 地表土壤性质对流域水沙关系的影响 110

5.3.5 植被状况对流域水沙关系的影响 111

5.3.6 流域面积对流域水沙关系的影响 113

5.3.7 小结 115

5.4 流域水土流失主控因子模型 115

5.4.1 区域通用模型的建立 116

5.4.2 区域通用模型的验证 117

5.4.3 模型各因子贡献率分析 118

5.4.4 模型各因子的物理内涵 120

5.5 小结 120

参考文献 121

第6章 流域水土流失无量纲模型 123

6.1 无量纲建模方法概述 123

6.2 流域水土流失影响因素及无量纲变量选取 124

6.2.1 岔巴沟流域概况 124

6.2.2 流域产流影响因素分析 125

6.2.3 流域产沙影响因素分析 129

6.3 流域产流无量纲模型 132

6.3.1 无量纲组合变量 132

6.3.2 产流无量纲模型建立 133

6.3.3 模型合理性分析 134

6.3.4 模型精度检验 135

6.4 流域产沙无量纲模型 135

6.4.1 无量纲组合变量 135

6.4.2 产流无量纲模型建立 136

6.4.3 模型合理性分析 138

6.4.4 模型精度检验 138

6.5 小结 139

参考文献 139

第7章 流域水土流失过程统计模型 141

7.1 流域水土流失过程统计模型建模方法概述 141

7.2 模型参数的确定方法 141

7.2.1 降雨资料分析处理 141

7.2.2 次降雨径流泥沙观测资料插值计算 142

7.3 流域水土流失过程统计模型的形式 144

7.3.1 次降雨径流过程模型 144

7.3.2 次降雨泥沙过程模型 147

7.4 模型适用性评价 149

7.4.1 桥子西沟 150

7.4.2 吕二沟 152

7.4.3 罗玉沟 154

7.5 小结 155

参考文献 155

第8章 流域侵蚀产沙物理模型 156

8.1 流域侵蚀产沙物理模型建模方法概述 156

8.2 流域侵蚀产沙水动力学模型 156

8.2.1 沟道水动力学和侵蚀产沙／输沙数学模型 157

8.2.2 坡面水沙模型 163

8.2.3 模型初始条件及边界条件 164

8.3 流域侵蚀产沙模型有限元数值解法 165

8.3.1 流域侵蚀产沙模型数值离散 165

8.3.2 流域系统的时空离散 171

8.3.3 流域侵蚀产沙数值模型组装 172

8.4 模型参数估算方法 174

8.4.1 地形参数 174

8.4.2 水动力参数 174

8.4.3 侵蚀参数 175

8.4.4 输沙参数 176

8.5 模型结果与验证 177

8.5.1 研究区概况 177

8.5.2 流域系统土壤侵蚀动态模拟流程 179

8.5.3 模拟结果及分析 183

8.5.4 模型验证 187

8.6 小结 192

参考文献 193